Физиците обещават от 60-те години на миналия век, че термоядрените реакции имат потенциала да осигурят изобилно решение без емисии за дългосрочните енергийни нужди на планетата.
Сега учени, ръководители на термоядрен синтез и инвеститори казват, че най-накрая може да има основа за една компания или няколко, за да демонстрира комерсиално жизнеспособна инсталация за термоядрен синтез до 2030 г.
„Сцената е подготвена за големи пет години в термоядрения синтез“, казва Ричард Пиърсън, съосновател на японската Kyoto Fusioneering, която беше създадена през 2019 г., за да разработи технология за термоядрени електроцентрали. „Много неща трябва да се случат и има много какво да се направи, но акцентът и вълнението в индустрията определено са налице.“
Обещанието за термоядрен синтез – при който водородните изотопи се нагряват до такива екстремни температури че те се сливат, освобождавайки енергия - измъчва изследователите от десетилетия.
За разлика от деленето - процесът, използван от атомните електроцентрали, при който атомите се разделят - синтезът не произвежда дълготрайни ядрени отпадъци. Единственият отделян газ е хелий, изотопите могат да бъдат получени в големи количества и малка чаша от горивото има потенциала да захранва къща в продължение на стотици години.
Това може да е нещото, което захранва земята не 50 години, а 500 години в бъдещето
Ричард Пиърсън, Kyoto FusioneeringПредизвикателството е, че енергийно-плътните реакции са трудни за поддържане. Доскоро никоя група не е произвела повече енергия от термоядрения синтез, отколкото изразходва реакцията - крайъгълен камък, известен като енергийна печалба или научна рентабилност. Американски учени постигнаха тази забележителност за първи път през декември 2021 г., но произведоха само печалба от около 1,1 мегаджаула – приблизително достатъчно, за да сварят чайник.
За да постигне по-нататъшен напредък, зараждащият се сектор сега трябва да демонстрира инженерен пробив- дори, при които енергията, произведена от реакция на синтез, надвишава общата енергия, използвана за захранване на машината. Който успее, след това трябва да вземе този дизайн и да демонстрира, че може да произвежда енергия в мащаб и цена, които го правят търговски жизнеспособен.
От 39 компании за термоядрен синтез, анкетирани от Асоциацията на термоядрената индустрия (FIA) миналата година, една трета каза, че търговската жизнеспособност ще бъде демонстрирана между 2031 и 2035 г., а друга трета каза, че това ще се случи между 2036 и 2040 г.
Чарлз Боаки, стратег по енергийния преход в Jefferies, една от малкото инвестиционни банки, изучаващи сектора, смята, че това ще се случи между 2035 и 2037 г., но се съмнява, че устройството ще бъде готово за мащабиране.
„Мисля, че истината е, че ще видим много, много зле проектирана термоядрена електроцентрала, свързана към мрежата , или поне производство на някаква форма на електричество, в средата на 2030 г.“, казва той.
Едно от препятствията ще бъде липсата на готовност във веригите за доставки да осигурят инженерството, материалите и експертизата, необходими за внедряването решение за синтез в мащаб. „Доставчиците изчакват в режим на задържане, докато видят инженерна рентабилност“, добавя Boakye.
Анализът на Jefferies установи, че повече от 45 частни компании работят върху комерсиализирането на термоядрения синтез, но само две компании – Kyoto Fusioneering и британската Oxford Sigma — работи върху технологии и решения в подкрепа на сектора.
Андрю Холанд, изпълнителен директор на FIA, казва, че органът работи с повече от 80 свързани членове, повечето от които са компании от веригата за доставки, така че че са готови да се разширят с индустрията.
Но той е по-загрижен за това дали ще бъде налично достатъчно финансиране, което да позволи на сектора да расте възможно най-бързо.
Този месец , Конгресът на САЩ например одобри 790 милиона долара за изследвания в областта на термоядрената енергия през 2024 г., което представлява седмата поредна година на увеличено финансиране.
„Страхотно е, че се разрасна . . . но това не е достатъчно, за да се посрещне възможността,” казва Холанд.
Ядреното начинание на Nuclear energyUK цели да реализира мечтата за термоядрения синтезКомпаниите от частния сектор поеха усилия за комерсиализиране на енергията от термоядрения синтез през последните години, набирайки повече от $6 милиона до момента в частно финансиране.
Въпреки това, тези компании сега търсят правителствена подкрепа, за да помогнат за намаляване на риска от техните проекти, тъй като се стремят да наберат по-големи суми капитал от инвеститори.
Обединеното кралство, Германия и Япония стартираха свои собствени програми в подкрепа на компании за термоядрен синтез, а през ноември САЩ и Обединеното кралство подписаха споразумение за партньорство за сътрудничество в инициативи за термоядрен синтез и споделяне на съоръжения за научни изследвания и развитие.
Китай също се засили подкрепата си за изследване на термоядрения синтез, създаване на консорциум през декември, ръководен от Китайската национална ядрена корпорация, за напредък в развитието на термоядрената енергия в страната.
„Ако мислите за термоядрения синтез като най-добрия източник на енергия за човечеството има очевидни геополитически последици“, казва Пиърсън от Kyoto Fusioneering. „Това може да е нещото, което захранва земята не 50 години, а 500 години в бъдещето.“
Китайските изследвания на термоядрения синтез традиционно изостават с „няколко години“ от Европа и САЩ, но постигнаха скорошен напредък и демонстрираха способност да „се движат бързо, щом поставят това на място“, казва Боакие.
„Неограничена или много евтина мощност, това е цялата игра, ако мислите за нарастването на изчислителните технологии, които виждаме, нарастване на центровете за данни, AI, военните способности“, казва той. „В момента определено има чувство . . . че е важно кой ще стигне пръв.“
